[发明专利]一种高导电性的链状光电纳米桥的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高导电性的链状光电纳米桥的制备方法，属于材料化学技术领域。

背景技术

纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级的材料。纳米材料是介于原子簇和宏观材料之间的新一代材料。由于纳米材料的尺寸已经接近电子的德布罗意波长、超导相干波长以及激子的波尔半径，电子被局限于一个体积十分微小的空间，电子波函数受到限制，加上其具有大表面的特殊效应，从而具有量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因此纳米材料显示出与常规体相材料不同的新奇的光学、电学、磁学及化学方面的性质。纳米材料的组装将会在单个纳米材料性质的基础上出现新的光学、电学、磁学和催化性质，在许多领域（如：传感器、催化剂、磁化材料和光学材料等）有着潜在的应用价值，因此，纳米粒子组装体系的研究变得日益活跃。

自从二十世纪九十年代以来，纳米组装超结构经过大量科研人员的不懈努力，目前已有了大量成功的制备模式及多样的组装超结构的出现，特别是零维和一维组装超结构等制备方面，已经有趋于成熟的迹象。然而，如何利用这些组装结构所带来的众多的协同的光、电及磁性质是目前科研人员所面临的艰巨挑战。最近，基于无机纳米材料、生物分子材料及生物仿生材料等纳米级的器件及生物传感器的制备已被众多科研人员所关注。目前已有少量纳米器件被应用，但如何将这些纳米组装超结构精准地集成到宏观器件的特定区域仍然是摆在科技人员面前的具大难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高导电性的链状光电纳米桥的制备方法，构建了高效能的纳米电线。

本发明的技术方案，一种高导电性的链状光电纳米桥的制备方法，其利用端面区域功能化的金纳米棒构建金纳米链，形成纳米链光电纳米桥，并且表征了纳米链光电纳米桥的导电性能。

本发明的主要实施步骤为：（1）金纳米棒的合成；（2）金纳米棒端面区域功能化；（3）金纳米链的形成；（4）纳米链光电纳米桥的制备；（5）纳米链光电纳米桥的导电性能的表征。

具体步骤为：

（1）金纳米棒的合成

按照专利《一种具有表面增强拉曼活性的自组装材料的制备方法》（专利号：ZL 201010605799.9）的方法合成长径比约为3.0的金纳米棒。简单的步骤如下：

① 晶种合成：28.0℃下取0.1mL的预先配置的2g/L的三水合四氯金酸加入到1mL的0.2M的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，此时，溶液颜色由无色变成黄褐色。然后向上述混合体系中加入0.12mL 的新配制的0.01M 硼氢化钠溶液，快速搅拌2 min。溶液颜色即由黄褐色变为浅棕色。将上述合成的晶种放入28.0 ℃的水浴锅中静置反应30 min，使未完全参与晶种合成的硼氢化钠消耗殆尽，（一是硼氢化钠进一步还原体系中未完全反应的金离子而被消耗，二是在静置反应过程中硼氢化钠由于水解导致其含量进一步降低），制备的晶种要在合成后4h内进行下一步反应。

② 金纳米棒生长过程：晶种合成完成以后，进行金纳米棒的生长。5mL的2g/L的三水合四氯金酸加入到5mL 0.2M的十六烷基三甲基溴化铵中后，加入4 mL的超纯水，混匀。0.125mL的0.01M硝酸银溶液加入到上述混合体系中，混匀，随后将65μL的0.1M抗坏血酸溶液加入上述体系溶液，28.0℃下剧烈搅拌反应2 min，溶液由褐色变成无色。最后，加入0.05mL的晶种溶液轻柔搅拌混匀20s。28.0℃反应2小时后溶液的颜色为土褐色。合成的金纳米棒溶液经过10000r/min离心10 min，弃上清，采用0.005M的十六烷基三甲基溴化铵溶液将沉淀进行重分散，清洗一次，最终将金纳米棒溶液分散在与初始等体积的溶液中，室温静置保存，以便进行下一步的表征及实验需求。

（2）金纳米棒端面区域功能化

金纳米棒-寡脱氧核糖核酸1的制备（简写为AuNR-DNA1）：利用晶种生长法合成的金纳米棒10μL，加入5μL的1mM的巯基修饰的DNA1，振摇反应8h，7500r/min离心15min，弃上清，水洗一次，用10μL的0.005M的十六烷基三甲基溴化铵溶液分散NR-DNA1复合物，4℃保藏、待用；

金纳米棒-寡脱氧核糖核酸2的制备（简写为AuNR-DNA2）：利用晶种生长法合成的金纳米棒10μL，加入5μL的1mM的巯基修饰的DNA 2，振摇反应8h，7500r/min离心15min，弃上清，水洗一次，用10μL的0.005M的十六烷基三甲基溴化铵溶液分散AuNR-DNA2复合物，4℃保藏、待用。